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### Combinaisons d'opérateurs
Le Laplacien vectoriel s'écrit, en fonction des opérateurs $`\overrightarrow{grad}`$, $`div`$ et opérateurs $`\overrightarrow{rot}`$ :
$`\mathbf{\Delta\;\overrightarrow{E}=\;\overrightarrow{grad}\big(div\;\overrightarrow{E}\big)
-\overrightarrow{rot}\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{E}\big)}`$
#### L'opérateur laplacien scalaire, et la propagation d'un champ scalaire.
---ok
##### Opérateur laplacien et équation d'onde d'un champ scalaire.
Vérifions sont expression en coordonnées cartésiennes :
#### L'opérateur Laplacien scalaire, et la propagation d'un champ scalaire
##### Propagation d'une onde réelle unidimensionnelle.
* Ici, la scalaire (qui peut être un nombre réel ou complexe) est réel.
* Un champ scalaire $`\overrightarrow{U}`$ se propage s'il vérifie l'équation d'onde scalaire.
<br>
L'écriture générale de cette équation utilise l'opérateur lagrangien scalaire et s'écrit :
<br>
$`\Delta\overrightarrow{U}-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{U}}{\partial t^2}=0`$
$`\dfrac{\partial^2 f}{\partial x}-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 f}{\partial t^2}=0`$
* Cet opérateur laplacien scalaire possède une existence en soit, indépendante de son expression dans un système
de coordonnées donné, de même qu'un vecteur à une existence en soit, indépendante de l'expression de ses composantes
dans un système de coordonnées donné.
* Exprimée en coordonnées cartésiennes, l'équation d'onde scalaire s'écrit :
<br>
$`\left(\dfrac{\partial^2 f}{\partial x^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial y^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial z^2}\right)-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 f}{\partial t^2}=0`$
<br>
l'expression du laplacien scalaire en coordonnées cartésienne étant :
<br>
$`\Delta=\dfrac{\partial^2}{\partial x^2}+\dfrac{\partial^2}{\partial y^2}+\dfrac{\partial^2}{\partial z^2}`$
##### Propagation d'une onde scalaire bidimensionnelle.
!!! *Exemples de champs scalaires* :
!!! * le champ des température dans l'atmosphère terrestre.
!!! * le champ de la densité volumique de masse du globe terrestre, ou de l'atmosphère terrestre.
En coordonnées cartésiennes, l'équation de propagation d'une onde scalaire bidimensionnelle s'écrit :
##### champ scalaire, opérateurs $`\overrightarrow{gradient}`$ et $`div`$
$`\left(\dfrac{\partial^2 f}{\partial x^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial y^2}\right)-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 f}{\partial t^2}=0`$
* Un champ scalaire $`f`$, fonction continue et au moins deux fois dérivable de l'espace, dérive d'un champ
vectoriel $`\overrightarrow{U}=\overrightarrow{grad}\,f`$.
<br>
De ce champ vectoriel $`\overrightarrow{U}=\overrightarrow{grad}\,f`$ nous pouvons construire le champ scalaire
$`div\,\overrightarrow{U} = div\big(\overrightarrow{grad}\,f`$.
<br>
$`\Longrightarrow`$ A tout champ scalaire $`f`$, je peux associer le champ scalaire
$`div\,\overrightarrow{U} = div\big(\overrightarrow{grad}\,f`$
!!! *Exemple :*
!!! L'onde décrit la variation d'altitude de la surface de l'eau, par rapport à la surface de l'eau non perturbée au repos.
!!! La surface de l'eau au repos est une surface (2D) et définit un champ scalaire bidimentionnel.
* Ce champ scalaire $`div\,\overrightarrow{U} = div\big(\overrightarrow{grad}\,f`$ possède une existence en soi,
indépendante de son expression dans un système de coordonnées donné.
Mais
* Construisons l'expression de ce champ scalaire $`div\,\overrightarrow{U} = div\big(\overrightarrow{grad}\,f`$ s'écrit :
* L'expression du gradient
$`\overrightarrow{grad}\,f=`$
##### Propagation d'une onde scalaire tridimensionnelle.
$`\left(\dfrac{\partial^2 f}{\partial x^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial y^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial z^2}\right)-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 f}{\partial t^2}=0`$
#### L'opérateur Laplacien vectoriel, et la propagation d'un champ vectoriel
#### L'opérateur laplacien vectoriel, et la propagation d'un champ vectoriel
* Un champ vectoriel $`\overrightarrow{U}`$ se propage s'il vérifie l'équation d'onde vectorielle.
<br>
L'écriture générale de cette équation utilise l'opérateur lagrangien vecoriel et s'écrit :
L'écriture générale de cette équation utilise l'opérateur lagrangien vectoriel et s'écrit :
<br>
$`\Delta\overrightarrow{U}-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 \overrightarrow{U}}{\partial t^2}=0`$
* Cet opérateur laplacien vectoriel possède une existence en soit, indépendante de son expression dans un système
de coordonnées donné, de même qu'un vecteur à une existence en soit, indépendante de l'expression de ses composantes
dans un système de coordonnées donné.
* Exprimée en coordonnées cartésiennes, l'équation d'onde s'écrit :
<br>
$`\left(\dfrac{\partial^2 f}{\partial x^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial y^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial z^2}\right)-\dfrac{1}{\mathscr{v}^2}\dfrac{\partial^2 f}{\partial t^2}=0`$
<br>
l'expression du laplacien en coordonnées cartésienne étant :
<br>
$`\Delta=\dfrac{\partial^2 f}{\partial x^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial y^2}+\dfrac{\partial^2 f}{\partial z^2}`$
* Cherchons les coordonnées cartésiennes du premier terme, $`\overrightarrow{grad}\big(div\;\overrightarrow{E}\big)`$
$`\color{blue}{div\,\overrightarrow{U}=\dfrac{\partial U_x}{\partial x}+\dfrac{\partial U_y}{\partial y}+\dfrac{\partial U_z}{\partial z}}`$
......
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